Un nuevo proceso en flujo para sintetizar un antibiótico esencial

La química en flujo –en la que los reactivos pasan por una serie de reactores para formar nuevos compuestos– permite a los químicos construir moléculas de manera eficiente, como si de una cadena de montaje se tratara. Con cada etapa adicional, la reacción se vuelve más complicada. Surgen problemas de solubilidad con los intermedios y los sub-productos indeseados pueden taponar las tuberías del reactor.

Unos investigadores han logrado superar estas limitaciones con un nuevo proceso en flujo para sintetizar ciprofloxacina, un antibiótico esencial. La reacción global consta de seis etapas consecutivas seguidas de una filtración y una cristalización para dar el producto en forma de sal (clorhidrato de ciprofloxacina). Durante estas etapas, el flujo no se para ni existen purificaciones intermedias. Según los autores, este es el ejemplo más largo de etapas consecutivas en flujo sin interrupción (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201703812).

La secuencia dura nueve minutos. La química en lotes, más tradicional, produce moléculas en cantidades discretas. Rara vez genera productos finales en minutos, explica Timothy Jamison, cuyo grupo desarrolló este nuevo proceso en colaboración con el laboratorio de Klavs Jensen en el MIT. El método en lotes que podemos encontrar en las patentes para la síntesis de ciprofloxacina lleva más de 100 horas, y produce un rendimiento similar al nuestro – alrededor del 60%.

Hongkun Lin, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Jensen, explicó la síntesis esta semana en una de las sesiones de póster de la División de Química Orgánica de la ACS durante el congreso nacional en Washington DC.

El método “ilustra cómo pueden superarse muchos de los problemas de la química en flujo,” explica Christopher Smith, un químico orgánico que trabajó en el tema durante su postdoc en el laboratorio de Jensen (actualmente trabaja en la Universidad de Reading, Reino Unido). Por ejemplo, el equipo consiguió resolver los problemas de solubilidad de varios intermedios de reacción analizando varios disolventes y modificando el sistema para que caliente la mezcla a 180 °C y luego la enfríe rápidamente a temperatura ambiente.

También consiguieron bloquear un sub-producto de una de las etapas, una amina, usando cloruro de acilo. Este producto podría haber causado problemas en etapas sucesivas. El cloruro de acilo reacciona con el exceso de sub-producto e impide que perturbe el proceso más adelante, un movimiento muy inteligente, dijo Timothy Noël, de la Universidad Tecnológica de Eindhoven y editor asociado del Journal of Flow Chemistry.

La ventaja de usar la química de flujo es que los productos pueden prepararse de forma continua usando equipos relativamente compactos, explica Noël. La química en lotes requiere plantas de producción muy caras donde tienes que donde tienes que “dejarlo todo listo y esperar,” añadió.

Los autores han dicho a C&EN que ya tienen resultados prometedores en sus intentos de escalar el proceso.

Traducción al español producida por Fernando Gomollón Bel de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.